Question

17．堿式碳酸銅是一種化工原料，化學(xué)式用mCu（OH）₂•nCuCO₃表示．實(shí)驗(yàn)室以廢銅屑為原料制取堿式碳酸銅的步驟如圖：
Ⅰ．廢銅屑制硝酸銅
如上圖，將濃硝酸緩慢加到廢銅屑中（廢銅屑過(guò)量），充分反應(yīng)后過(guò)濾，得到硝酸銅溶液．
Ⅱ．堿式碳酸銅的制備
①向大試管中加入碳酸鈉溶液和硝酸銅溶液；
②水浴加熱至70℃左右；
③用0.4mol•L^-1的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至8.5，振蕩、靜置、過(guò)濾；
④用蒸餾水洗滌，再用無(wú)水乙醇洗滌，得到堿式碳酸銅產(chǎn)品．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）上圖中B裝置的作用是安全瓶，防倒吸；
（2）已知：NO+NO₂+2NaOH═2NaNO₂+H₂O；2NO₂+2NaOH═NaNO₃+NaNO₂+H₂O，NO不能單獨(dú)與NaOH溶液反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，如何操作才能使裝置中的有毒氣體被NaOH溶液完全吸收？關(guān)閉活塞b，打開活塞a，通入一段時(shí)間空氣；
（3）從環(huán)保角度設(shè)計(jì)出一種用廢銅屑制硝酸銅的方法：銅屑在空氣中充分灼燒，然后將殘留固體溶于足量稀硝酸；
（4）步驟④中用無(wú)水乙醇洗滌的目的是利用乙醇的易揮發(fā)，帶走洗滌的水；
（5）用灼燒法測(cè)定堿式碳酸銅組成：取34.6g純凈物mCu（OH）₂•nCuCO₃，在硬質(zhì)試管里灼燒，將氣體產(chǎn)物依次通入足量的濃硫酸、足量的堿石灰中，完全吸收后濃硫酸凈增1.8g，堿石灰凈增8.8g；利用上述數(shù)據(jù)推算出堿式碳酸銅的化學(xué)式為Cu（OH）₂•2CuCO₃．

Answer 1

分析 （1）銅與濃硝酸反應(yīng)中，圓底燒瓶中壓強(qiáng)會(huì)迅速減小，將氫氧化鈉溶液倒吸入反應(yīng)裝置，有了A裝置就可以防止倒吸；
（2）關(guān)閉活塞b，打開活塞a，通入一段時(shí)間空氣，將裝置中的有毒氣體導(dǎo)入氫氧化鈉溶液中，讓氫氧化鈉溶液充分吸收；
（3）制取硝酸銅，從環(huán)保角度講，反應(yīng)產(chǎn)物和過(guò)程、反應(yīng)物中均不會(huì)出現(xiàn)有毒物質(zhì)，原子利用率高即可；
（4）堿式碳酸銅晶體中的水可以用乙醇來(lái)洗滌，乙醇具有揮發(fā)性；
（5）濃硫酸吸收水，堿石灰吸收二氧化碳，所以由題可知：n（H₂O）=$\frac{1.8g}{18g/mol}$=0.1 mol，n（CO₂）=$\frac{8.8g}{44g/mol}$=0.2 mol，所以的最簡(jiǎn)正整為：m=1，n=2，由此分析解答．

解答 解：（1）由于銅與濃硝酸反應(yīng)中，圓底燒瓶中壓強(qiáng)會(huì)迅速減小，將氫氧化鈉溶液倒吸入反應(yīng)裝置，有了A裝置就可以防止倒吸，
故答案為：安全瓶，防倒吸；
（2）通過(guò)關(guān)閉活塞b，打開活塞a，通入一段時(shí)間空氣操作，可以將裝置中的有毒氣體導(dǎo)入氫氧化鈉溶液中，讓氫氧化鈉溶液充分吸收，
故答案為：關(guān)閉活塞b，打開活塞a，通入一段時(shí)間空氣；
（3）銅屑在空氣中灼燒后生產(chǎn)氧化銅，氧化銅與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅和水，沒(méi)有污染物，且硝酸的利用率100%，故答案為：將銅屑在空氣中充分灼燒，然后將殘留固體溶于足量稀硝酸；
（4）乙醇具有揮發(fā)性，堿式碳酸銅晶體中的水可以用乙醇來(lái)洗滌，乙醇具有揮發(fā)性，利用乙醇的易揮發(fā)，帶走洗滌的水；故答案：利用乙醇的易揮發(fā)，帶走洗滌的水；
（5）濃硫酸吸收水，堿石灰吸收二氧化碳，所以由題可知：n（H₂O）=$\frac{1.8g}{18g/mol}$=0.1 mol，n（CO₂）=$\frac{8.8g}{44g/mol}$=0.2 mol，所以的最簡(jiǎn)正整為：m=1，n=2，則該堿式碳酸銅的化學(xué)式為：Cu（OH）₂•2CuCO₃，故答案為：Cu（OH）₂•2CuCO₃．

點(diǎn)評(píng) 本題借助制取堿式碳酸銅制法考查了實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)知識(shí)在解題中的應(yīng)用，充分考查了學(xué)生的分析、理解、計(jì)算能力，是一道不錯(cuò)的能力挑戰(zhàn)題目，本題難度中等．